氮素缓解春小麦花后高温早衰的荧光特性研究

摘要

[目的]为了研究高温条件下氮素对春小麦荧光特性影响机制,阐明氮素调控光反应中心的内在机理,从而制定缓解高温危害的氮肥运筹措施.[方法]于2019年和2020年开展田间试验,采用裂区试验设计,主区为5个施氮量,依次为0(N0)、75 kg·hm-2(N1)、150 kg·hm-2(N2)、225 kg·hm-2(N3)、300 kg·hm-2(N4),副区为温度,分别为25°C±2°C(CK)和35°C±2°C(HT).分析花后不同温度处理下施氮量与叶片含氮量、叶绿素、光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心活性参数、PSⅡJ相可变荧光(VJ)、PSⅡ能量分配率、PI、Fv/F0和Fv/Fm之间的相互关系.[结果]施氮量与温度对叶片含氮量、叶绿素a、叶绿素b、ABS/RC、DI0/RC、VJ、ΦE0、ΦD0和产量的影响显著.2年结果表明,随着施氮量的增加,产量均呈先增后降的趋势,且在施氮量为N3(225 kg·hm-2)时产量最高,2年平均产量分别为9.51t·hm-2(CK)和8.73 t·hm-2(HT).同一氮肥处理下,高温与常温间各指标差异明显,高温处理后叶绿素a、ABS/RC、ET0/RC、TR0/RC、PI、Fv/F0、Fv/Fm和产量均有所降低,说明高温对荧光参数和PSⅡ活性的影响具有负效应.同一温度处理下,随着施氮量增加,春小麦叶绿素含量、ABS/RC、ET0/RC、PI、Fv/F0和Fv/Fm等均呈先增后降趋势,DI0/RC和VJ呈先降后增趋势,且在N3时达到峰值,说明施氮量对叶绿素荧光参数和PSⅡ活性的影响具有补偿效应,适宜的施氮量可以有效增强其活性.温度对ABS/RC、TR0/RC、ET0/RC、Fv/F0和Fv/Fm的影响不显著,而施氮量与温度对ABS/RC、TR0/RC、ET0/RC、Fv/F0和Fv/Fm的交互影响达到显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)水平.[结论]施氮量和温度对春小麦荧光特性和产量的影响存在交互作用,其中主导因素为温度,而施氮量对其存在补偿效应.合理的施氮量能有效增加小麦旗叶氮含量、叶绿素含量和PSⅡ反应中心活性,提高植物对光能的捕获、吸收、转化及最大光化学效率,并降低能量耗散率,从而抵御高温胁迫对春小麦光合系统造成的损伤.本试验条件下,选用宁春50号,采用N3(225 kg·hm-2)的施氮量能有效抵御高温胁迫,并提高春小麦的产量,可为当地春小麦高产稳产提供理论依据和技术支撑.